LTST-C193KRKT-2A SMD LED规格书 - 0.35mm超薄高度 - 1.6-2.2V正向电压 - 红光 - 75mW功率 - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了LTST-C193KRKT-2A的完整技术规格，这是一款专为需要极低元件高度和可靠性能的现代电子应用而设计的高性能表面贴装芯片LED。该器件采用先进的AlInGaP（铝铟镓磷）半导体技术，是一款能发出明亮红光的超薄LED。其主要设计目标是在不牺牲光学性能或可制造性的前提下，实现其在空间受限的组件中的集成。

该元件的核心优势包括其仅为0.35mm的极低剖面高度，这对于纤薄型消费电子产品、显示器及指示灯应用而言是一个关键参数。它经过精心设计，可与标准自动化贴片生产线以及大批量回流焊接工艺（包括红外（IR）和气相焊接法）兼容。该产品被归类为绿色产品，符合RoHS（有害物质限制）指令，适用于注重环保的设计和全球市场。

1.1 关键特性与目标市场

LTST-C193KRKT-2A具有多项定义其应用领域的关键特性。采用AlInGaP芯片是其性能的核心，与传统的红光LED材料相比，它能提供更高的发光效率和更好的温度稳定性。其封装遵循EIA（电子工业联盟）标准，确保了与行业设计库和组装设备的广泛兼容性。

这款LED的目标市场涵盖广泛的电子设备。其主要应用领域包括办公自动化设备（打印机、扫描仪、复印机）、通信设备（路由器、调制解调器、交换机）以及需要状态指示、按键背光或功能照明的家用电器。其超薄特性使其在便携式设备、显示器和电视的超窄边框，以及任何Z轴高度是关键设计约束的应用中尤其具有吸引力。该器件与自动贴装和回流焊接的兼容性，使其成为大批量、高性价比制造的理想选择。

2. 深入技术参数分析

透彻理解电气、光学和热学参数对于可靠的电路设计和系统集成至关重要。除非另有说明，所有规格均在环境温度（Ta）为25°C下定义。

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。这些并非工作条件。

• 功耗（Pd）：75 mW。这是LED封装能够以热量形式耗散的最大功率。超过此限制可能导致半导体结和环氧树脂透镜的热损伤。
• 直流正向电流（IF）：30 mA。可施加的最大连续正向电流。对于脉冲操作，在特定条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）允许高达80 mA的峰值正向电流。
• 正向电流降额：从25°C起，线性降额0.4 mA/°C。这是热管理的关键参数。当环境温度超过25°C时，必须降低最大允许连续电流。例如，在50°C时，最大电流为 30 mA - [0.4 mA/°C * (50-25)°C] = 20 mA。
• 反向电压（VR）：5 V。施加超过此值的反向偏压可能导致结击穿。
• 工作与存储温度范围：-55°C 至 +85°C。此宽范围确保了在恶劣环境下的可靠性。
• 焊接温度耐受性：该器件可承受260°C波峰焊5秒、260°C红外回流焊5秒以及215°C气相回流焊3分钟。这些参数对于定义组装工艺窗口至关重要。

2.2 电气与光学特性

这些参数定义了LED在正常工作条件下的典型性能。

• 发光强度（Iv）：在测试电流（IF）为2 mA时，范围从最小值1.80 mcd到最大值11.2 mcd。具体单元的强度由其分档代码决定（见第3节）。测量使用经过滤光片校正以近似CIE明视觉响应曲线的传感器进行。
• 视角（2θ1/2）：130度。这是发光强度降至中心轴（0度）值一半时的全角。如此宽的视角适用于需要宽泛、漫射照明而非聚焦光束的应用。
• 峰值波长（λP）：639 nm。这是光谱功率输出达到最大值时的波长。它定义了红光的感知色调。
• 主波长（λd）：629 nm。根据CIE色度图得出，这是最能代表人眼感知颜色的单一波长。对于红色AlInGaP LED，它通常略短于峰值波长。
• 光谱线半宽（Δλ）：20 nm。这表示发射光的光谱纯度或带宽。数值越小，表示光源的单色性越好。
• 正向电压（VF）：在 IF = 2 mA 时，为 1.60 V 至 2.20 V。这是LED工作时两端的电压降。对于设计限流电路至关重要。该变化源于正常的半导体制造公差。
• 反向电流（IR）：在 VR = 5 V 时，最大为 10 µA。这是在器件处于其最大额定值内的反向偏置时流过的微小漏电流。
• 电容（C）：在 VF = 0V， f = 1 MHz 时，典型值为 40 pF。这种寄生电容在高频开关应用中可能相关。
• ESD阈值（HBM）：1000 V。此人体系模型评级表示LED对静电放电的敏感度。它被归类为中等敏感；必须遵循正确的ESD处理程序。

3. 分档系统说明

为了管理半导体制造中的自然差异，LED会根据性能进行分档。LTST-C193KRKT-2A主要对发光强度采用分档系统。

强度在标准测试条件 IF = 2 mA 下测量。单元被分入以下档位：

• G档：1.80 mcd（最小值）至 2.80 mcd（最大值）
• H档：2.80 mcd 至 4.50 mcd
• J档：4.50 mcd 至 7.10 mcd
• K档：7.10 mcd 至 11.20 mcd

每个档位的限值应用了 +/-15% 的公差。这种分档允许设计者为其应用选择具有保证最低亮度的LED，确保最终产品外观的一致性，尤其是在多个LED并排使用时。对于关键的颜色匹配应用，建议咨询制造商获取具体的色度分档信息，因为本规格书主要详述了强度分档。

4. 性能曲线分析

虽然规格书提供了表格数据，但通过特性曲线理解参数之间的关系对于稳健的设计至关重要。

4.1 正向电流与正向电压（I-V曲线）

正向电流（IF）与正向电压（VF）之间的关系是非线性和指数型的，这是二极管的典型特性。规格书中在2mA时指定的VF范围1.6V-2.2V提供了一个关键工作点。设计者必须注意，对于给定的电流，VF会随着温度升高而降低，如果未妥善考虑，这可能会影响简单电阻限流电路中汲取的电流。

4.2 发光强度与正向电流

在典型工作范围内，光输出（发光强度）大致与正向电流成正比。然而，效率（每瓦流明数）可能在某个电流值达到峰值，然后由于热效应和电效应而下降。在推荐直流电流或低于该电流下工作可确保最佳效率和寿命。

4.3 温度依赖性

LED的性能受温度影响显著。主要影响包括：

• 发光强度：输出随着结温升高而降低。正向电流的降额直接与管理这种热效应以维持亮度和可靠性相关。
• 正向电压：VF通常随温度升高而降低（负温度系数）。
• 波长：峰值波长和主波长会随着温度升高而轻微偏移（通常向更长波长偏移），这可能会影响精密应用中的颜色感知。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与极性

该LED封装在一个非常紧凑的表面贴装封装内。其定义的机械特性是仅0.35 mm的高度。规格书中提供了详细的尺寸图，包括长度、宽度以及光学透镜的位置。该封装遵循标准的芯片LED外形。极性通过封装上的标记或切角来指示。组装时的正确方向至关重要，因为施加反向偏压可能损坏器件。

5.2 推荐焊盘设计

为确保回流焊接过程中可靠的焊点和正确的对位，建议采用特定的焊盘布局（焊盘图形）。规格书提供了这些尺寸。遵循此布局有助于防止立碑（元件一端翘离焊盘）或错位等问题。指定了最大0.10mm的推荐钢网厚度，以控制沉积的焊膏量。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接曲线

规格书提供了两条建议的红外（IR）回流焊接曲线：一条用于普通（锡铅）焊接工艺，另一条用于无铅焊接工艺。无铅曲线通常具有更高的峰值温度（例如260°C），以适应SAC（锡-银-铜）等无铅合金的较高熔点。两条曲线都包含关键参数：

• 预热/升温：一个受控的加热阶段，使电路板和元件逐渐升温，最大限度地减少热冲击并防止焊膏飞溅。
• 保温/预回流：一个温度平台期，使焊膏中的助焊剂活化、挥发物逸出，并使整个组件的温度均衡。
• 回流/峰值：温度超过焊料的液相线，使其熔化、润湿焊盘和元件端子，并形成适当的冶金连接。液相线以上时间（TAL）和峰值温度必须控制在LED的耐受范围内（最大260°C下5秒）。
• 冷却：受控的冷却过程，使焊点凝固并最大限度地减少热应力。

6.2 存储与处理注意事项

正确的存储对于保持可焊性至关重要。从原始防潮包装中取出的LED具有吸湿性，会吸收水分。如果在干燥包装外长时间（超过672小时或28天）存放，必须在回流前进行烘烤（例如，在60°C下烘烤24小时），以驱除水分，防止在高温焊接过程中发生“爆米花”现象或封装开裂。对于长期存储，请使用带干燥剂的密封容器或氮气环境。

6.3 清洗

如果需要进行焊后清洗，应仅使用指定的溶剂。规格书建议在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。使用刺激性或未指定的化学品可能会损坏环氧树脂透镜材料，导致雾化、开裂或变色。

7. 包装与订购信息

LTST-C193KRKT-2A采用适用于自动化组装的行业标准包装供货。

• 编带与卷盘：元件放置在压纹载带中，然后用盖带密封。载带宽度为8mm。
• 卷盘尺寸：直径7英寸。
• 每卷数量：5000片。
• 最小起订量（MOQ）：剩余数量为500片。
• 包装标准：符合ANSI/EIA-481-1-A规范，确保与贴片机上的标准送料器兼容。

部件号LTST-C193KRKT-2A本身编码了特定的产品属性，尽管完整的命名约定细节通常可在单独的产品选型指南中找到。

8. 应用设计建议

8.1 驱动电路设计

LED是电流驱动器件。驱动电路最关键的部分是电流控制。串联电阻是最常见的方法，但其设计需要谨慎。

计算串联电阻（R_S）：

R_S= (V_电源- V_F) / I_F

其中：

V_电源= 电源电压

V_F= LED正向电压（为保守设计，使用规格书中的最大值2.2V）

I_F= 所需正向电流（必须 ≤ 30 mA DC）

示例：对于5V电源和目标电流20 mA：

R_S= (5V - 2.2V) / 0.020 A = 140 Ω。将选择最接近的标准值（例如150 Ω），这会导致电流略低。

重要考虑 - 并联连接：不建议将多个LED直接并联，仅使用一个限流电阻（规格书中的电路B）。由于单个LED的I-V特性存在自然差异（即使来自同一档位），一个LED可能比其他LED汲取显著更多的电流，导致亮度不均和单个器件可能过载。推荐的做法是为每个LED使用单独的串联电阻（电路A）。为了高效驱动多个LED，优选恒流驱动IC或专用的LED驱动电路。

8.2 热管理

尽管功率较低，有效的热管理对于延长寿命和稳定性能仍然很重要。在预计LED附近环境温度会显著升高的设计中（例如，在密封外壳内、靠近其他发热元件），必须应用0.4 mA/°C的降额系数。在PCB布局中确保足够的气流或散热设计有助于缓解温升。

8.3 ESD保护

由于ESD阈值为1000V（HBM），该LED容易受到常见静电放电的损坏。实施ESD保护措施是必须的：

• 使用接地工作站、导电地板垫和腕带。
• 在防静电包装中存储和运输元件。
• 如果LED连接到可能暴露于ESD事件的外部接口，考虑在PCB上加入瞬态电压抑制（TVS）二极管或其他保护电路。

9. 技术对比与差异化

LTST-C193KRKT-2A主要通过其0.35mm的超薄剖面在市场上脱颖而出。与通常高度为0.6mm或1.0mm的标准芯片LED相比，这减少了40-65%，为新的工业设计提供了可能。采用AlInGaP技术相比旧式的GaAsP（砷化镓磷）红光LED具有优势，提供更高的效率（每mA产生更多光输出）、更好的温度稳定性以及更饱和、“更纯正”的红色。其与无铅高温回流工艺的兼容性，使其符合法规要求和现代生产线，具有前瞻性。

10. 常见问题解答（FAQ）

Q1：我可以直接用3.3V微控制器引脚驱动这个LED吗？

A：有可能，但需要计算。在典型VF约为1.9V的情况下，需要一个串联电阻来限制电流。然而，你必须确保MCU引脚能够提供所需电流（例如20mA），且不超过其自身规格。使用晶体管作为开关通常是更安全、更灵活的方法。

Q2：为什么发光强度在如此低的电流（2mA）下指定？

A：2mA是低电流指示灯LED的标准测试条件。它便于不同产品之间的比较，并提供了一个基准。在更高电流下强度会更高，但关系并非完全线性，效率可能会下降。

Q3：规格书显示视角很宽（130°）。如果我需要更聚焦的光束怎么办？

A：此特定封装设计用于广角发射。对于更窄的光束，您需要选择不同封装的LED（例如，具有更小透镜或内置反射器的封装），或使用外部二次光学元件（如准直透镜）。

Q4：订购时如何解读分档代码？

A：根据您应用所需的最低亮度，指定所需的强度档位（G、H、J或K）。例如，如果您的设计需要至少5.0 mcd，您必须订购J档（4.50-7.10 mcd）或K档（7.10-11.20 mcd）。订购“标准亮度”可能会得到任何档位，可能导致您产品中的亮度不匹配。

11. 实际设计与使用示例

示例1：便携式设备上的状态指示灯

在纤薄的智能手机或平板电脑中，玻璃或塑料面板后面的空间极其有限。这款LED 0.35mm的高度使其可以直接放置在薄导光板或扩散膜下方的主PCB上，用于指示充电状态、通知提醒或电容式按键背光，而不会增加设备厚度。

示例2：薄膜开关背光

对于带有薄膜键盘的工业控制面板或医疗设备，每个按键下的均匀照明至关重要。多个LTST-C193KRKT-2A LED可以放置在开关面板边缘周围。其宽视角有助于在整个按键区域创建均匀的背光。每个LED单独使用电阻的驱动方法确保了所有按键具有一致的亮度，不受VF差异的影响。

示例3：集成到超窄边框显示器中

现代显示器和电视追求仅几毫米宽的边框。这款LED可以安装在沿着显示面板边缘的柔性印刷电路（FPC）上，以提供环境氛围照明或微妙的电源指示灯，有助于实现时尚美观的外观，同时不损害纤薄轮廓。

12. 技术原理简介

LTST-C193KRKT-2A基于AlInGaP半导体技术。这种材料体系在衬底上外延生长。当在p-n结上施加正向电压时，电子和空穴被注入到有源区，在那里它们复合。在AlInGaP中，这种复合主要在可见光谱的红色到黄橙色部分以光子（光）的形式释放能量。晶格中铝、铟、镓和磷的特定比例决定了带隙能量，从而决定了发射光的波长。“水清”透镜通常由对发射波长透明的环氧树脂或硅胶制成，并模塑成特定的光输出图案（在本例中为宽视角）。

13. 行业趋势与发展

指示灯和功能照明LED的趋势继续朝着小型化、更高效率和更大集成度发展。该元件0.35mm的高度代表了持续推动更薄封装的努力。未来的发展可能包括更薄的芯片级封装（CSP），其中LED芯片直接安装，无需传统的塑料封装。受汽车和工业应用的推动，在更高温度工作条件下实现更高可靠性和更长寿命也是一个强劲趋势。此外，对于显示背光和建筑照明等颜色匹配至关重要的应用，对精确颜色一致性和更严格分档公差的需求正在增加。底层的AlInGaP技术不断改进以提高效率，有望在未来几代产品中降低给定光输出下的功耗。